竞赛图详解

竞赛图是有向完全图,我见到的题包括给定一个竞赛图或者是竞赛图的计数问题。

首先给出两个结论:

1>:任意竞赛图都有哈密顿路径(经过每个点一次的路径,不要求回到出发点)。

2>:竞赛图存在哈密顿回路的充要条件是强联通。

 

 

显然如果我们可以证明出结论2的话,对于一般竞赛图的哈密顿路径我们只需tarjan按照拓扑顺序得到。

结论2证明:

用归纳法,显然对于n=1,2的情况是满足结论的,那么我们证明n>=3时只需要由1-n-1都满足这个性质来推即可。

1>:

若在原n-1个点构成的强联通的竞赛图中新添加的一个点。

原图一定存在一个哈密顿回路,并且第n个点与前n-1个点之间的边一定不是同向的(满足一个强联通分量)。

所以将环上的点依次排列,一定存在一个点p,使得存在边p->n&&n->nxt[p]或n->p&&nxt[p]->n。

这样就可以直接把n加进去了。

2>:

若原n-1个点不是一个强联通分量。

按照拓扑序,找到head,tail。n一定存在tail中一个点p存在边p->n,同理head中一定有一个点p存在边n->p。

这样就直接将哈密顿链首位连接了。

 

 

哈密顿路径构造:

首先记录当前链的head,tail。

依次枚举剩下的点加入。

1>:x->head,直接把head改成x。

2>:tail->x,直接把tail改成x。

3>:否则,一定存在head->x,x->tail。即一定存在一个点p使得p->x,x->nxt[p]。

 

 

通过哈密顿路径构造哈密顿回路:

首先找到一个最靠右的点p,满足p->head。

然后就从p之后点的开始加入环内。

我们考虑会存在一种情况是现在环上所有点都指向p,那么p肯定是通过之后的一个点连接到环内。

所以我们记录一个pre代表插入的链的左端点,当p满足到环上某个点时,就把[pre,p]这个链插入到环中。

因为[pre,p)与环上的点之间的边都是指向自己的,所以一定存在环上一个点x满足x->pre&&p->nxt[x],然后插入即可。

 

 

计数题:

bzoj 5219

codeforces 913 F Strongly Connected Tournament

codeforces 804 F Fake bullions (神仙题)

 

 

hdu 5503 EarthCup:

题目描述:给定每个点的获胜次数,问是否存在这样的竞赛图。

显然会想到一个网络流做法,左边n*(n-1)/2个点,右边n个点跑最大流即可。

继续推,我们可以把右边第i个点展开成a[i]个流量为一的点。

二分图完美匹配。Hall定理,一个二分图存在完美匹配条件是任意一个集合匹配点的个数>=size。

因为右边的a[i]个点的集合都一样,所以边界肯定是都选上这a[i]个点。

所以满足条件:

$sum_{iepsilon S}a[i]leq |S|*(n-1)-|S|*(|S|-1)/2$

所以直接排序之后从大到小前缀和即可。

wiki上给的是从小到大排序满足

$sum_{iepsilon S}a[i]geq |S|*(|S|-1)/2$

两种是一样的。

hdu 5961 传递:

显然是出环就不对了。

然后一个图中若a->b,b->c结果ac之间的边在另一个图里也不行。

其实就是PUQ和PUQ'(Q的边都反向)没有环即可。不用对Q做,因为边都反向结果相同。

 

 

bzoj 4727:

就是一个裸的应用了。

能经过的点的个数就是拓扑序上后面的所有点的个数。

然后一次输出同一个强联通分量上的环即可。

#include <bits/stdc++.h>
#define min(a,b) ((a)<(b)?(a):(b))
#define max(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))
#define for1(a,b,i) for(int i=a;i<=b;++i)
#define FOR2(a,b,i) for(int i=a;i>=b;--i)
using namespace std;
typedef long long ll;
char xch,xB[1<<15],*xS=xB,*xTT=xB;
#define getc() (xS==xTT&&(xTT=(xS=xB)+fread(xB,1,1<<15,stdin),xS==xTT)?0:*xS++)
inline int read() {
    int x=0,f=1;char ch=getc();
    while(ch<'0'|ch>'9'){if(ch=='-')f=-1;ch=getc();}
    while(ch>='0'&&ch<='9'){x=x*10+ch-'0';ch=getc();}
    return x*f;
}
 
inline void write(int x) {
    if(x>=10) write(x/10);
    putchar(x%10+'0');
}
 
#define M 2005
int n;
bool a[M][M],re[M][M];
int low[M],dfn[M],sta[M],clock_;
int dep[M],be[M],nxt[M],dui[M],size[M],pos[M];
vector <int> buc[M];
 
inline void tarjan(int x) {
    low[x]=dfn[x]=++clock_;
    sta[++sta[0]]=x;
    for1(1,n,i) {
        if(!a[x][i]) continue;
        if(!low[i]) {
            tarjan(i);
            low[x]=min(low[x],low[i]);
        }
        else if(!be[i]) low[x]=min(low[x],dfn[i]);
    }
    if(low[x]==dfn[x]) {
        ++be[0];
        dep[be[0]]=1;
        while (1) {
            int tmp=sta[sta[0]--];
            be[tmp]=be[0];
            buc[be[0]].push_back(tmp);
            if(tmp==x) break;
        }
    }
}
 
inline void print(int h) {
    write(h);
    putchar(' ');
    for(int i=nxt[h];i!=h;i=nxt[i]) {
        write(i);
        putchar(' ');
    }
}
 
int main () {
    //freopen("a.in","r",stdin);
    n=read();
    for1(1,n-1,i) for1(1,i,j) {
        bool t=read();
        a[j][i+1]=t;
        a[i+1][j]=t^1;
    }
    for1(1,n,i) a[i][i]=1;
    for1(1,n,i) if(!low[i]) tarjan(i);
    for1(1,n,i) for1(1,i-1,j) if(be[i]!=be[j]) {
        int x=i,y=j;
        if(!a[x][y]) swap(x,y);
        if(!re[be[x]][be[y]]) re[be[x]][be[y]]=1,++dep[be[y]];
    }
     
    for1(1,be[0],i) pos[dep[i]]=i;
    FOR2(be[0],1,i) size[pos[i]]=size[pos[i+1]]+buc[pos[i]].size();
     
    for1(1,be[0],i) {
        int h,t;
        h=t=buc[i][0];
        int size=buc[i].size();
        for1(1,size-1,j) {
            int x=buc[i][j];
            //找哈密顿链
            if(a[x][h]) nxt[x]=h,h=x;
            else if(a[t][x]) nxt[t]=x,t=x;
            else {
                for(int k=h;k!=t;k=nxt[k]) {
                    if(a[k][x]&&a[x][nxt[k]]) {
                        nxt[x]=nxt[k];
                        nxt[k]=x;
                        break;
                    }
                }
            }
        }
        size=0;
        for(int j=h,num;j;j=num) {
            dui[++size]=j;
            num=nxt[j],nxt[j]=0;
        }
        FOR2(size,1,j) if(a[dui[j]][h]) {
            for1(1,j-1,k) nxt[dui[k]]=dui[k+1];
            nxt[dui[j]]=h,t=j;
            break;
        }
        //由链变成环
        int pre=0;
        for1(t+1,size,j) {
            if(!pre) pre=j;
            bool J=0;
            for1(1,pre-1,k) if(a[dui[j]][dui[k]]) {J=1;break;}
            if(!J) continue;
            for1(pre,j-1,k) nxt[dui[k]]=dui[k+1];
            for1(1,pre-1,k) if(a[dui[k]][dui[pre]]&&a[dui[j]][nxt[dui[k]]]) {
                nxt[dui[j]]=nxt[dui[k]];
                nxt[dui[k]]=dui[pre];
                pre=0;
                break;
            }
        }
    }
     
    for1(1,n,i) {
        write(size[be[i]]);
        putchar(' ');
        print(i);
        for1(dep[be[i]]+1,be[0],j) print(buc[pos[j]][0]);
        puts("");
    }
}

 

原文地址:https://www.cnblogs.com/asd123www/p/9626066.html